CN105591903A - 报文转发方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了报文转发方法和装置。本发明中，使用正常业务下的数据报文携带VRRP成员备份组的虚MAC地址触发接入交换机更新或学习VRRP成员备份组的虚MAC地址匹配的MAC转发表项，弥补了VRRP管理组特性固有的限制，能够避免终端通过ARP请求学习的虚MAC地址的老化时间远大于SW学习的MAC转发表项的老化时间所导致的诸多问题。

Description

报文转发方法和装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术，特别涉及报文转发方法和装置。

背景技术

目前，路由器上可以创建多个虚拟路由器冗余协议(VRRP：VirtualRouterRedundancyProtocol)VRRP备份组，以图1所示组网为例，RouterA、RouterB和RouterC同时属于VLAN10、VLAN20和VLAN30，则创建由RouterA、RouterB和RouterC组成的与VLAN10关联的VRRP备份组(记为VRRP备份组10)、由RouterA、RouterB和RouterC组成的与VLAN20关联的VRRP备份组(记为VRRP备份组20)，以及由RouterA、RouterB和RouterC组成的与VLAN30关联的VRRP备份组(记为VRRP备份组30)。VRRP备份组10、VRRP备份组20、VRRP备份组30具有不同的虚拟IP地址。各VRRP备份组(VRRP备份组10、VRRP备份组20、VRRP备份组30)相互独立，每个VRRP备份组中的成员设备之间相互传输协议报文。

随着网络中VRRP备份组的增多，就会涌现大量VRRP备份组的协议报文，这对网络和设备的CPU性能造成负荷。一种解决方式就是指定网络中的一个VRRP备份组为VRRP管理备份组，并指定与VRRP管理备份组具有相同成员设备的至少一个VRRP备份组为VRRP成员备份组，将VRRP成员备份组以绑定的方式捆绑到VRRP管理备份组，只有VRRP管理备份组可以主动发送协议报文，各VRRP成员备份组不再主动发送协议报文，各VRRP成员备份组中成员设备的状态与VRRP管理备份组中成员设备的状态保持一致，减少大量VRRP协议报文，节省网络带宽和CPU资源。如图2所示，创建由RouterA、RouterB组成的与VLAN100关联的VRRP备份组(记为VRRP备份组100)，VRRP备份组100的虚拟IP地址为10.0.0.254，创建由RouterA、RouterB组成的与VLAN200关联的VRRP备份组(记为VRRP备份组200)，VRRP备份组200的虚拟IP地址为20.0.0.254，配置VRRP备份组100为VRRP管理备份组，VRRP备份组200作为VRRP成员备份组绑定至VRRP备份组100。VRRP备份组100允许主动发送协议报文，VRRP备份组200不再主动发送协议报文，VRRP备份组200中成员设备的状态与VRRP备份组100中成员设备的状态保持一致，比如，VRRP备份组100中通过报文交互选举RouterA为Master，RouterB作为Backup，则VRRP备份组200默认RouterA为Master，RouterB作为Backup。

图2中，终端(PC)B发送ARP请求报文以请求VRRP备份组200的虚MAC地址，SWB依据PCB发送的ARP请求报文学习ARP表项，并将ARP请求报文发送给VRRP备份组200中Master即RouterA。RouterA使用VRRP备份组200的虚MAC地址(以0000-5e00-0101为例)回应ARP响应报文。SWB接收到ARP响应报文后学习到虚MAC地址0000-5e00-0101匹配的MAC转发表项，并转发给PCB。PCB学习虚MAC地址0000-5e00-0101。按照VRRP规定，不管VRRP备份组是VRRP管理备份组，还是VRRP成员备份组，其中的路由器发送数据报文时数据报文的源MAC地址只能是出接口的接口MAC地址，不会是VRRP备份组的虚MAC地址。基于此，在作为VRRP成员备份组的VRRP备份组200不主动发送协议报文的前提下，SWB只能依赖上述ARP响应报文学习虚MAC地址0000-5e00-0101的MAC转发表项。正常情况下，PCB通过ARP请求学习的虚MAC地址0000-5e00-0101的老化时间远大于SWB学习的MAC转发表项的老化时间。如此，当SWB学习的虚MAC地址0000-5e00-0101匹配的MAC转发表项已老化，而PCB通过ARP请求学习的虚MAC地址0000-5e00-0101还未老化时，SWB收到PCB发向虚MAC地址0000-5e00-0101的数据报文时会因为没有虚MAC地址0000-5e00-0101匹配的MAC转发表项而长时间广播该数据报文。

发明内容

本申请提供了报文转发方法和装置，以防止数据报文长时间广播。

本申请提供的技术方案包括：

一种报文转发方法，该方法应用于网关设备，包括：

接收发向目的终端的数据报文；

将所述数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的虚拟局域网VLAN关联的虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的虚MAC地址，目的MAC地址修改为所述目的终端的MAC地址；

向所述目的终端发送修改后的数据报文。

一种报文转发方法，该方法应用于接入交换机，包括：

接收来自网关设备发送的数据报文；所述数据报文的源MAC地址为VRRP成员备份组的虚MAC地址；

检查本地是否存在与所述数据报文的源MAC地址匹配的MAC转发表项；

如果存在，更新所述MAC转发表项的老化时间；

如果不存在，学习所述源MAC地址匹配的MAC转发表项。

一种报文转发装置，该装置应用于网关设备，包括：

接收单元，用于接收发向目的终端的数据报文；

处理单元，用于将所述数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的虚拟局域网VLAN关联的虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的虚MAC地址，目的MAC地址修改为所述目的终端的MAC地址；

转发单元，用于向所述目的终端发送修改后的数据报文。

一种报文转发装置，该装置应用于接入交换机，包括：

接收单元，用于接收来自网关设备发送的数据报文；所述数据报文的源MAC地址为VRRP成员备份组的虚MAC地址；

表项单元，用于检查本地是否存在与所述数据报文的源MAC地址匹配的MAC转发表项；

如果存在，更新所述MAC转发表项的老化时间；

如果不存在，学习所述源MAC地址匹配的MAC转发表项。

由以上技术方案可以看出，本发明中，使用正常业务下的数据报文携带VRRP成员备份组的虚MAC地址触发接入交换机更新或学习VRRP成员备份组的虚MAC地址匹配的MAC转发表项，弥补了VRRP管理组特性固有的限制，能够避免终端通过ARP请求学习的虚MAC地址的老化时间远大于SW学习的MAC转发表项的老化时间所导致的诸多问题。

附图说明

图1为VRRP应用组网示意图；

图2为VRRP备份组管理应用组网示意图；

图3为本发明提供的方法流程图；

图4为本发明提供的实施例应用组网示意图；

图5为本发明提供的装置结构图；

图6为本发明提供的另一装置结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供的方法包括图3所示的流程：

参见图3，图3为本发明提供的方法流程图。如图3所示，该方法包括：

步骤301，VRRP备份组中的网关设备接收发向目的终端的数据报文。

这里的网关设备可为VRRP备份组中的Master，也可为VRRP备份组中的Backup。

步骤302，网关设备将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址，目的MAC地址修改为目的终端的MAC地址，向目的终端发送修改后的数据报文。

具体地，作为一个优选实施例，步骤302中，将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与数据报文所属VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址可包括：

识别本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组是VRRP成员备份组还是VRRP管理备份组；

在识别出所述VRRP备份组是VRRP成员备份组时，将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址。

如背景技术描述，VRPP规定，不管是VRRP成员备份组，还是VRRP管理备份组，其中的网关设备在发送数据报文时，都会将数据报文的源MAC地址修改为发送数据报文的出接口的接口MAC地址，而不是VRRP备份组(VRPP成员备份组或者VRRP管理备份组)的虚MAC地址，而通过上段的描述，则可以看出本发明中，对VRRP成员备份组中的网关设备有所改进，即VRRP成员备份组中的网关设备在发送数据报文时，将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP成员备份组的虚MAC地址，而不是出接口的接口MAC地址，其目的是使用正常业务下的数据报文携带VRRP成员备份组的虚MAC地址来触发接入交换机学习VRRP成员备份组的虚MAC地址，具体见下述步骤303。

另外，本发明中，作为一个优选实施例，可不对VRRP管理备份组中的网关设备进行改进，VRRP管理备份组中的网关设备可仍按VRRP的规定执行，即VRRP管理备份组中的网关设备在发送数据报文时，将数据报文的源MAC地址修改为发送数据报文的出接口的实MAC地址。

基于此，步骤302中，当网关设备所处的与所述数据报文所属VLAN关联的VRRP备份组是VRRP管理备份组时，可进一步执行以下步骤：将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备发送所述数据报文的出接口的接口MAC地址，将数据报文的目的MAC地址修改为目的终端的MAC地址，向所述目的终端发送修改后的数据报文。

步骤303，接入交换机接收来自网关设备发送的数据报文，所述数据报文的源MAC地址为VRRP成员备份组的虚MAC地址，检查本地是否存在与所述数据报文的源MAC地址匹配的MAC转发表项，如果存在，更新所述MAC转发表项的老化时间；如果不存在，学习所述源MAC地址匹配的MAC转发表项。

接着步骤302的描述，本步骤303中，当接入交换机接收到来自VRRP成员备份组中网关设备发送的数据报文，此时数据报文的源MAC地址为VRRP成员备份组的虚MAC地址，基于此，步骤303中，接入交换机检查本地是否存在与数据报文的源MAC地址匹配的MAC转发表项，如果不存在，学习源MAC地址匹配的MAC转发表项，如果存在，更新MAC转发表项的老化时间，这通过动态更新MAC转发表项老化时间的方法能够避免终端通过ARP请求学习的虚MAC地址的老化时间远大于SWB学习的MAC转发表项的老化时间所导致的诸多问题，实现了使用正常业务下的数据报文携带VRRP成员备份组的虚MAC地址触发接入交换机更新或学习VRRP成员备份组的虚MAC地址匹配的MAC转发表项，弥补了VRRP管理组特性固有的限制，不额外增加网络负担，也不依赖其他设备的配置。

至此，完成图3所示的流程。

下面通过一个实施例对图3所示流程进行举例描述：

参见图4，图4为本发明实施例的应用组网图。在图4中，RouterA、RouterB所属的VLAN为VLAN10、VLAN20。图4中存在VLAN10关联的VRRP备份组10和VLAN20关联的VRRP备份组20，VRRP备份组10包含RouterA、RouterB，VRRP备份组20包含RouterA、RouterB。

在图4中，VRRP备份组10的虚IP地址为10.0.0.254，虚MAC地址为0000-5e00-0101。VRRP备份组10中RouterA向下层SW发送报文的接口IP地址为10.0.0.1/24，接口MAC地址为00e0-fc00-1250；RouterB向下层SW发送报文的接口IP地址为10.0.0.2/24，接口MAC地址为00e0-fc00-9500。

在图4中，VRRP备份组20的虚IP地址为20.0.0.254，虚MAC地址为0000-5e00-0001。VRRP备份组20中RouterA向下层SW发送报文的接口IP地址为20.0.0.1/24，接口MAC地址为00e0-fc00-0250；RouterB向下层SW发送报文的接口IP地址为20.0.0.2/24，接口MAC地址为00e0-fc00-0500。

在图4中，VRRP备份组10被指定为VRRP管理备份组，VRRP备份组20被指定为VRRP成员备份组，VRRP备份组20作为VRRP成员备份组以绑定的方式捆绑到作为VRRP管理备份组的VRRP备份组10。VRRP备份组10，作为VRRP管理备份组，允许主动发送协议报文，VRRP备份组10中的RouterA、RouterB通过协议报文交互选举RouterA为Master，RouterB为Backup。VRRP备份组20，作为VRRP成员备份组，禁止主动发送协议报文，VRRP备份组20中成员设备的状态与VRRP管理备份组中成员设备的状态保持一致，即VRRP备份组20中，RouterA仍为Master，RouterB仍为Backup。

在图4中，PC4发送ARP请求报文以请求VRRP备份组20的虚MAC地址0000-5e00-0001；ARP请求报文的源MAC地址为00e0-fc00-0004。

SWB依据PC4发送的ARP请求报文学习PC4的ARP表项，并将ARP请求报文发送给VRRP备份组20。SWB学习的ARP表项如表1所示：

MAC地址	VLAN	出接口
			00e0-fc00-0004	VLAN 20	SW B连接PC 4的接口

表1

VRRP备份组20中Master即RouterA使用VRRP备份组20的虚MAC地址0000-5e00-0001回应ARP响应报文。

SWB接收到ARP响应报文后学习虚MAC地址0000-5e00-0001匹配的MAC转发表项，并转发给PC4。SWB学习的MAC转发表项如表2所示：

表2

PC4学习虚MAC地址0000-5e00-0001。

之后，PC4向外网发送数据报文。数据报文至少包含如表3所示的内容：

表3

SWB根据数据报文的目的MAC地址0000-5e00-0001匹配如表2所示的MAC转发表项，通过SWB连接RouteA的接口将数据报文转发给RouteA。

RouteA把报文转发给PC4访问的外网。

RouteA接收到外网返回给PC4的回程数据报文，回程数据报文所属的VLAN为VLAN20。此时回程数据报文的源MAC地址为外网主机的MAC地址，目的MAC地址为RouteA的网关MAC地址。

RouteA检查本设备处于VLAN20关联的VRRP备份组20，但该VRRP备份组20被指定为VRRP成员备份组，则修改回程数据报文的源MAC地址为VRRP备份组20的虚MAC地址0000-5e00-0001，修改回程数据报文的目的MAC地址为00e0-fc00-0004。修改后的回程数据报文至少包含表4所示的内容：

表4

RouteA向SWB发送修改后的回程数据报文。

SWB根据回程数据报文的源MAC地址0000-5e00-0001命中如表2所示的MAC转发表项，则更新此MAC转发表项的老化时间，保证此MAC转发表项中的MAC地址0000-5e00-0001不会老化。

SWB根据如表1所示的ARP表项通过SWB连接PC4的接口转发回程数据报文至PC4。最终，PC4会收到外网返回的回程数据报文。

在图4中，PC1发送ARP请求报文以请求VRRP备份组10的虚MAC地址0000-5e00-0101；ARP请求报文的源MAC地址为00e0-fc00-0001。

SWA依据PC1发送的ARP请求报文学习PC1的ARP表项，并将ARP请求报文发送给VRRP备份组10。SWA学习的ARP表项如表5所示：

MAC地址	VLAN	出接口
			00e0-fc00-0001	VLAN 10	SW A连接PC 1的接口

表5

VRRP备份组10中Master即RouterA使用VRRP备份组10的虚MAC地址0000-5e00-0101回应ARP响应报文。

SWA接收到ARP响应报文后学习虚MAC地址0000-5e00-0101匹配的MAC转发表项，并转发给PC1。SWA学习的MAC转发表项如表6所示：

表6

PC1学习虚MAC地址0000-5e00-0101。

之后，PC1向外网发送数据报文。数据报文至少包含表7所示的内容：

表7

SWA根据数据报文的目的MAC地址0000-5e00-0101匹配如表5所示的MAC转发表项，通过SWA连接RouteA的接口将数据报文转发给RouteA。

RouteA把报文转发给PC1访问的外网。

RouteA接收到外网返回给PC1的回程数据报文，回程数据报文所属的VLAN为VLAN10。此时回程数据报文的源MAC地址为外网主机的MAC地址，目的MAC地址为RouteA的网关MAC地址。

RouteA检查本设备处于VLAN10关联的VRRP备份组10，但该VRRP备份组10被指定为VRRP管理备份组，则修改回程数据报文的源MAC地址为RouteA向下层SW发送回程数据报文的接口MAC地址00e0-fc00-1250，修改回程数据报文的目的MAC地址为00e0-fc00-0001。

RouteA向SWA发送修改后的回程数据报文。

SWA根据回程数据报文的源MAC地址00e0-fc00-1250未命中MAC转发表项，则建立00e0-fc00-1250匹配的MAC转发表项。

SWA根据如表5所示的ARP表项通过SWA连接PC1的接口转发回程数据报文至PC1。最终，PC1会收到外网返回的回程数据报文。

至此，完成实施例的描述。

以上对本发明提供的方法进行了描述，下面对本发明提供的装置进行描述：

参见图5，图5为本发明提供的装置结构图。该装置应用于网关设备，包括：

接收单元，用于接收发向目的终端的数据报文；

处理单元，用于将所述数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的虚拟局域网VLAN关联的虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的虚MAC地址，目的MAC地址修改为所述目的终端的MAC地址；

转发单元，用于向所述目的终端发送修改后的数据报文。

优选地，所述处理单元将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与数据报文所属VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址包括：

识别本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组是VRRP成员备份组还是VRRP管理备份组；

在识别出所述VRRP备份组是VRRP成员备份组时，将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址。

优选地，所述处理单元在本网关设备所处的与所述数据报文所属VLAN关联的VRRP备份组是VRRP管理备份组时，进一步将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备发送所述数据报文的出接口的接口MAC地址，将数据报文的目的MAC地址修改为目的终端的MAC地址，向所述目的终端发送修改后的数据报文。

至此，完成图5所示的装置结构图。

参见图6，图6为本发明提供的另一装置结构图。该装置应用于接入交换机，包括：

接收单元，用于接收来自网关设备发送的数据报文；所述数据报文的源MAC地址为VRRP成员备份组的虚MAC地址；

表项单元，用于检查本地是否存在与所述数据报文的源MAC地址匹配的MAC转发表项；

如果存在，更新所述MAC转发表项的老化时间；

如果不存在，学习所述源MAC地址匹配的MAC转发表项。

至此，完成图6所示的装置描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种报文转发方法，其特征在于，该方法应用于网关设备，包括：

接收发向目的终端的数据报文；

将所述数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的虚拟局域网VLAN关联的虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的虚MAC地址，目的MAC地址修改为所述目的终端的MAC地址；

向所述目的终端发送修改后的数据报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与数据报文所属VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址包括：

识别本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组是VRRP成员备份组还是VRRP管理备份组；

在识别出所述VRRP备份组是VRRP成员备份组时，将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当本网关设备所处的与所述数据报文所属VLAN关联的VRRP备份组是VRRP管理备份组时，该方法进一步包括：

将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备发送所述数据报文的出接口的接口MAC地址，将数据报文的目的MAC地址修改为目的终端的MAC地址，向所述目的终端发送修改后的数据报文。

4.一种报文转发方法，其特征在于，该方法应用于接入交换机，包括：

接收来自网关设备发送的数据报文；所述数据报文的源MAC地址为VRRP成员备份组的虚MAC地址；

检查本地是否存在与所述数据报文的源MAC地址匹配的MAC转发表项；

如果存在，更新所述MAC转发表项的老化时间；

如果不存在，学习所述源MAC地址匹配的MAC转发表项。

5.一种报文转发装置，其特征在于，该装置应用于网关设备，包括：

接收单元，用于接收发向目的终端的数据报文；

处理单元，用于将所述数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的虚拟局域网VLAN关联的虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的虚MAC地址，目的MAC地址修改为所述目的终端的MAC地址；

转发单元，用于向所述目的终端发送修改后的数据报文。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理单元将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与数据报文所属VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址包括：

识别本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组是VRRP成员备份组还是VRRP管理备份组；

在识别出所述VRRP备份组是VRRP成员备份组时，将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备所处的与所述数据报文所属的VLAN关联的VRRP备份组的虚MAC地址。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理单元在本网关设备所处的与所述数据报文所属VLAN关联的VRRP备份组是VRRP管理备份组时，进一步将数据报文的源MAC地址修改为本网关设备发送所述数据报文的出接口的接口MAC地址，将数据报文的目的MAC地址修改为目的终端的MAC地址，向所述目的终端发送修改后的数据报文。

8.一种报文转发装置，其特征在于，该装置应用于接入交换机，包括：

接收单元，用于接收来自网关设备发送的数据报文；所述数据报文的源MAC地址为VRRP成员备份组的虚MAC地址；

表项单元，用于检查本地是否存在与所述数据报文的源MAC地址匹配的MAC转发表项；

如果存在，更新所述MAC转发表项的老化时间；

如果不存在，学习所述源MAC地址匹配的MAC转发表项。